Материалы защитной арматуры для изготовления чехлов термопар

 Преобразователи термоэлектрические (термопары) часто изготавливаются в корпусах. Эти корпуса называются защитной арматурой или защитными чехлами. Защитная арматура предохраняет термоэлектрорды от разрушительного воздействия измеряемой среды и высоких температур, тем самым, продлевая срок их службы. Чехлы термопар обычно изготавливаются полностью из нержавеющей стали или выполняются в виде составного изделия, состоящего из керамического либо графитового наконечника и нержавеющей стальной трубы.
 
Металлические чехлы
 
 Нержавеющие стали для изготовления чехлов термопреобразователей подразделяются на коррозионностойкие, жаропрочные и жаростойкие. Краткие характеристики некоторых распространённых сталей приведены в таблице.
 
Особенности применения защитной арматуры термопреобразователей из нержавеющей стали
 
Марка стали Верхний предел температуры применения, °C Свойства и особенности применения Нерекомендуемые условия применения Термопары соответствующих типов
12Х18Н10Т 800
Применение: окислительные  газовые среды, газовые потоки, разбавленные растворы азотной, уксусной кислот, щелочей и солей.  Энергетика, металлургия, машиностроение, печи отжига, производство кислот, бумажная промышленность, очистка сырой нефти и производство бензина, пищевая промышленность. До 600°C использовать в газовых потоках, при наличии механических нагрузок. В неподвижной окислительной газовой среде использовать до 800°C.
Неустойчива к соляной, серной, плавиковой, горячей фосфорной и кипящим органическим кислотам.

ТХК-10-1-101
ТХА-0193-01

08Х13 650
Слабоагрессивные среды, открытый воздух, пресная вода, водяной пар, водные растворы солей и органических кислот при комнатной температуре. Гражданское машиностроение, пищевая промышленность, автомобилестроение, изготовление контейнеров, химическое и нефтехимическое производство, бумажное производство, обработка бытовых и канализационных отходов, горное дело. Устойчива к воздействию ударных нагрузок. Устойчива к серосодержащим средам.
Неустойчива к углеродосодержащим средам. Склонна к отпускной хрупкости при температуре 400-500°C.  
10Х23Н18 1000 Применение: установки для пиролиза, конверсии метана, камеры сгорания, установки в химической и нефтяной промышленности. Склонна к отпускной хрупкости при температуре 600-800°C. Сталь немагнитная. Неустойчива к серосодержащим средам. Не рекомендуется воздействие ударных нагрузок. Температура начала интенсивного окалинообразования 1050°C.

ТХА-10-3-101
ТХА-10Ш-3-111

15Х25Т 1000 Газовые и жидкие агрессивные среды. Устойчива к серосодержащим средам.
Не рекомендуется воздействие ударных нагрузок. Температура начала
интенсивного окалинообразования 1050°C.
ТХА-20-3-101
AISI 310 1000
Благодаря высокому содержанию хрома материал устойчив к кислотным водным растворам, хлорной коррозии, к цианистым и нейтральным расплавам солей при высоких температурах, устойчив в атмосфере, содержащей СО2, до 900°С.
Не рекомендуется воздействие ударных нагрузок. TW-R (К) ХА
08Х20Н14С2 900 Применение: науглероживающие среды, печи цементации. Устойчива к углеродосодержащим средам.    
ХН78Т 1100 Газовые потоки с большими скоростями (до 300 м/с), наличие механических нагрузок. Не устойчива к серосодержащим средам.  
ХН45Ю 1100 Газовые потоки с большими скоростями (до 300 м/с), наличие механических нагрузок. Не устойчива к серосодержащим средам.  
10Х17Н13М2Т 800 Устойчива к агресивным кислотным средам, включая растворы H2S до 10%, кипящие растворы фосфорной, серной и 10% уксусной кислот. В сернокислых средах при температуре до 400°С.    
Сплав Inconel 600 1200 Высокая устойчивость к окислительным средам при высоких температурах до 1200°С.
Не использовать в серосодержащих  средах при температуре выше 550°С и газовых средах, содержащих натрий при
температуре 750°С.
 


Соответствие маркировки некоторых российских и зарубежных нержавеющих сталей

Россия (ГОСТ) Европа (EN) США (AISI) Германия (DIN)
08X13 1,400 410S X6Cr13
12X18H10T 1,4878 321 (321H) X12CrNiTi18-9
10Х23Н18   310S  
15Х25Т 1,4746 TP446  
08X18H12Б 1,4550 347  
10Х17Н13М2Т 1,4571 316 Ti X6CrNiMoTi17-12-2
20X13 1,4021 420  


Защитная арматура из составных материалов

 Для проведения измерений высоких температур (свыше 1100°C) и температур сред, агрессивных по отношению к нержавеющей стали применяют составные защитные чехлы. В них наконечник из неметаллического материала, например, керамики или графита соединён с трубой из нержавеющей стали (марка стали зависит от особенностей места установки). На другом конце трубы закрепляется клеммная головка. Металлическая часть находится в менее нагретой зоне, например, проходит через стену печи, а керамическая часть находится непосредственно в измеряемой среде.

 Для измерения температуры высокотемпературных газовых сред (свыше 1000°C), расплавов металлов и солей применяют керамические защитные чехлы. Защитные чехлы изготавливают из керамики следующих типов: SiO2 – кварцевая керамика; SiC – карбид кремния (карборунд); Si3N– нитрид кремния; Аl2О– корунд.

 Термопреобразователи в защитных чехлах из карборунда, обладающих повышенной износостойкостью, могут применяться для измерения температуры в средах, содержащих абразивные частицы.

 Для термопреобразователей в чехлах из кварцевой керамики (SiO2) допускается любая скорость нагрева в рабочей среде; для ТП в защитных чехлах из карбида кремния (SiC) и нитрида кремния (Si3N4) – 100°С/мин; для корунда (Аl2О3) – 60°C/мин.

Особенности применения защитной арматуры термопреобразователей с арматурой из составных материалов

Марка стали Верхний предел температуры применения, °C* Свойства и особенности применения Нерекомендуемые условия применения Термопары соответствующих типов
Корунд (оксид алюминия
Al2O3=99,7%)
1800 Высокотемпературные газовые среды. Очень высокая до сверхвысокой прочность и термоустойчивость, очень высокая износоустойчивость. Не рекомендуется воздействие ударных нагрузок. ТХА-20-3-301
Керамика газоплотная муллитовая (Al2O3=60%) 1500 Высокотемпературные газовые среды. Высокая теплопроводность и термоустойчивость. Не рекомендуется воздействие ударных нагрузок.  
Муллитокремнезём с добавлением двуокиси циркония (МКРЦ) 1500 Высокотемпературные газовые среды. Не устойчив к воздействию ударных нагрузок.  
Карбид кремния (SSiC) 1200
Высокотемпературные газовые и жидкие среды, наличие в среде абразивных частиц. Высокая твердость, износоустойчивость, устойчивость к коррозии, очень высокая теплопроводность и устойчивость к термоудару.
Не рекомендуется воздействие ударных нагрузок и использование в высокоокислительной среде.  
Керамика на основе нитрида кремния (HPSN) 1800 Расплавы цветных металлов. Очень высокая износоустойчивость, высокая термоустойчивость. Не рекомендуется  работа непостредственно в пламени горелки.  
Боросилицированный графит марки БСГ-30 1200
Расплавы меди, алюминия и других цветных металлов. Достаточно высокая устойчивость к воздействию различных агрессивных сред: концентрированных кипящих кислот, растворов щелочей и солей.
   
Карбид кремния/графит CTAL6, CTAL8
Газовые среды в обжиговых печах огнеупорного производства. Расплавы меди в спокойном состоянии. Достаточно высокая устойчивость к воздействию различных агрессивных сред:
концентрированных кипящих кислот, растворов щелочей и солей.
   
 
* – для термопар верхний предел температуры применения зависит как от материала защитной арматуры, так и от материала термоэлектродов. Здесь указан верхний предел температуры для защитного чехла.

 

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru
Работает на ocStore
Компания «Приборы Урала» © 2018